第一章　緒　　論
1.1　工程細胞生物學(xué)的基本概念
工程細胞生物學(xué)是細胞生物學(xué)的重要分支學(xué)科，是細胞生物學(xué)和細胞工程學(xué)的新興交叉邊緣學(xué)科。工程細胞生物學(xué)的研究內(nèi)容不僅涉及細胞生物學(xué)的基本內(nèi)容，如細胞的生長分化、增殖調(diào)控、運輸分泌、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和衰老凋亡等基本生命現(xiàn)象；同時又涵蓋細胞工程相關(guān)內(nèi)容，如工程細胞的改造及篩選、高密度培養(yǎng)條件及優(yōu)化、培養(yǎng)體系微環(huán)境中的代謝變化及調(diào)節(jié)等。
1.1.1　細胞工程和工程細胞的基本概念和分類
1.1.1.1　細胞工程的概念和研究范疇
細胞是包含了全部生命信息和體現(xiàn)生命所有基本特點的獨立生命單位，對細胞結(jié)構(gòu)和活動的研究是一切生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)。20世紀70年代末至80年代初，隨著細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)突飛猛進的發(fā)展，人類已經(jīng)可以在探索細胞生命活動規(guī)律的基礎(chǔ)上，在細胞和基因的水平上干預(yù)和改造生物的遺傳性狀，從而依照人類的意愿，設(shè)計出新的生物基因藍圖，然后據(jù)此制造出新的生命體。正如德國著名哲學(xué)家尤根?米特斯特拉斯所指出的：“我們的科學(xué)知識正在把我們逐漸推到一種不僅能夠知道我們的（生物）本質(zhì)，而且還能加以改變的位置上�！奔毎�工程就是這樣一門新型學(xué)科。
細胞工程，是指應(yīng)用現(xiàn)代細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳和發(fā)育生物學(xué)等理論與方法，通過類似工程學(xué)的步驟，在細胞整體水平和細胞器水平上進行遺傳操作，重組細胞的結(jié)構(gòu)和內(nèi)含物，按照人們的意愿改變生物的結(jié)構(gòu)和功能，即通過細胞融合、核質(zhì)移植、染色體或基因移植以及組織、細胞培養(yǎng)等方法，快速繁殖和培養(yǎng)出人們所需要的新物種、新產(chǎn)品的生物工程技術(shù)。通俗地講，細胞工程是在細胞水平上做手術(shù)，也稱細胞操作技術(shù)。例如，細胞融合技術(shù)避免了分離、提純、剪切、拼接等基因操作，只需將細胞遺傳物質(zhì)直接轉(zhuǎn)移到受體細胞中，就能形成雜交細胞，因而能提高基因轉(zhuǎn)移效率。
目前細胞工程的主要研究領(lǐng)域包括：①動、植物細胞和組織培養(yǎng)；②細胞融合育種與單克隆抗體；③細胞核移植與克��；④染色體工程育種；⑤發(fā)育基因調(diào)控與人體器官培養(yǎng)技術(shù)等。細胞工程涉及的技術(shù)領(lǐng)域是對細胞不同結(jié)構(gòu)層次的改造，包括細胞整體層次，如細胞培養(yǎng)、細胞融合等；細胞器層次，如核移植、細胞拆合、染色體倍性或組成改變等；分子層次，如基因操作技術(shù)等。隨著基因工程技術(shù)、基因轉(zhuǎn)移技術(shù)和干細胞工程技術(shù)的發(fā)展，細胞工程在理論和應(yīng)用兩方面獲得了快速發(fā)展。
根據(jù)細胞類型的不同，細胞工程具體分為動物細胞工程、植物細胞工程和微生物細胞工程。首先，動物細胞與植物細胞相比，在遺傳和生理特性等方面都有很大的不同：①動物細胞沒有葉綠體和細胞壁，其物質(zhì)與能量代謝途徑與植物細胞不同；②高等動物的細胞在動物體內(nèi)生長時，既相互依賴又相互制約，在神經(jīng)及體液調(diào)節(jié)下形成了一種非常復(fù)雜的內(nèi)環(huán)境，動物細胞在體內(nèi)受整體調(diào)節(jié)制約的程度和復(fù)雜度，都是植物細胞不能相比的；③動物細胞分化的程度和類別也比植物細胞更高、更復(fù)雜，脫分化非常困難；④與植物細胞不同，動物細胞除卵細胞外，都只有遺傳上的全能性而沒有細胞上的全能性；⑤在體外培養(yǎng)時，除癌細胞和血細胞外，正常的動物細胞都有貼附于支持物生長的特性，并且發(fā)生接觸抑制，而停止分裂和增殖；⑥所有高等動物細胞都是有壽限的，細胞分裂最多不能超過50代次分化，而植物細胞沒有壽限。隨著細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和細胞遺傳學(xué)研究的日益深入及相關(guān)技術(shù)的長足發(fā)展，動物細胞工程得到了迅速發(fā)展，并且在醫(yī)學(xué)研究和實踐應(yīng)用中應(yīng)用日益廣泛。當今，動物細胞工程對提高人類的生活質(zhì)量和健康水平，發(fā)揮著越來越重要的作用。
微生物作為可以獨立存在的個體，其生長代謝的特點與植物、動物有著顯著的區(qū)別，可由其自身完成其基本功能。微生物細胞工程以微生物細胞為研究對象，利用微生物發(fā)酵作用，通過現(xiàn)代工程技術(shù)手段來生產(chǎn)有用物質(zhì)，或者把微生物直接應(yīng)用于生物反應(yīng)器技術(shù)。此外，對微生物細胞的改造也屬于微生物細胞工程的研究內(nèi)容，在遺傳育種、微生物發(fā)酵、環(huán)境保護和農(nóng)藥生產(chǎn)工業(yè)上具有重要意義。其應(yīng)用從人們?nèi)粘ｏ嬘玫木啤⑷樗�、調(diào)味的醋、醬油，到抗生素、激素、疫苗等，無一不是微生物發(fā)酵的產(chǎn)物；在農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護方面，用于土壤改良，減少土壤里的殘毒，增加土壤肥力和制造對人無毒副作用的微生物農(nóng)藥、微生物肥料和微生物飼料；在農(nóng)藥生產(chǎn)方面，利用細菌、病毒、真菌等病原微生物防治作物的病蟲害本身就是一種無污染的新興生物農(nóng)藥。
1.1.1.2　細胞工程的主要研究內(nèi)容
細胞工程依遺傳操作的不同，可分為細胞融合工程、基因工程、細胞拆合工程、染色體及染色體組工程；依培養(yǎng)技術(shù)的不同，可分為大規(guī)模細胞培養(yǎng)技術(shù)和干細胞工程。
1） 細胞融合工程
細胞融合（cellfusion）又稱細胞雜交（cellhybridization）。它是指在自然條件下或用人工方法（生物的、物理的、化學(xué)的），使兩種或兩種以上的體細胞合并形成一個細胞，這是一種不經(jīng)過有性生殖過程而得到雜種細胞的方法。在多細胞生物中，它是一種基本的發(fā)育與生理活動。
自發(fā)的動物細胞融合概率很低，1962年日本學(xué)者岡田善雄發(fā)現(xiàn)滅活的仙臺病毒可誘導(dǎo)小鼠艾氏腹水癌細胞彼此融合。20世紀60年代后期，研究人員發(fā)明了只讓雜種細胞存活并傳代的技術(shù)，該技術(shù)使未發(fā)生融合的親本細胞及非兩親本融合的細胞在傳代過程中被淘汰。1975年，Milstein和Kohler將小鼠骨髓瘤細胞與羊紅細胞免疫過的小鼠淋巴細胞融合，形成雜種細胞，能分泌抗羊紅細胞抗體，用于制備單克隆抗體。細胞融合可實現(xiàn)任意細胞間的融合而不受親緣關(guān)系的限制，這就拓寬了遺傳變異的范圍。細胞融合技術(shù)具有巨大的應(yīng)用潛力，如醫(yī)學(xué)上的單克隆抗體的生產(chǎn)和植物界新物種的培育等。盡管細胞融合的重要性如此之大，但細胞的融合過程是如何在基因控制下發(fā)生和發(fā)展的，人們一直沒有搞清楚。
2） 基因工程
基因工程即重組DNA技術(shù)，是從基因水平改造生物遺傳組成，進而改變細胞的表型，所以將其納入細胞工程的范疇。它是一種按照人類的意愿，定向改變生物遺傳性狀的技術(shù)工程，即采用類似工程設(shè)計的方法，按照預(yù)先設(shè)計將不同來源的目的基因在體外切割、拼接和重新組合，形成重組基因，然后通過運載體導(dǎo)入宿主細胞，使其在宿主細胞內(nèi)復(fù)制和表達以獲得新生物產(chǎn)品、改變生物原有的遺傳特性或創(chuàng)造出具有新遺傳性狀的生物新品種。
3） 染色體工程和染色體組工程
染色體工程是按照預(yù)先的設(shè)計，添加、消除或替代同種或異種染色體的全部或一部分，從而達到定向改變生物遺傳性狀或選育新品種的目的。它是從染色體水平改變細胞遺傳組成的細胞工程技術(shù)，主要分為動物染色體工程和植物染色體工程兩種。動物染色體工程主要采用對細胞進行顯微操作的方法來達到轉(zhuǎn)移基因的目的；而植物染色體工程目前主要是利用傳統(tǒng)的雜交、回交等方法來達到改變?nèi)旧�體的目的。染色體工程目前主要應(yīng)用于植物遺傳育種領(lǐng)域。
染色體組工程是在人為設(shè)計的技術(shù)路線下添加、消除同種或異種染色體組以達到定向改變生物遺傳性狀的目的。
4） 細胞拆合工程
細胞拆合工程又稱細胞質(zhì)工程，研究真核細胞的核、質(zhì)相互關(guān)系，以及細胞器，細胞胞質(zhì)基因的轉(zhuǎn)移等細胞拆合的技術(shù)。該技術(shù)主要研究內(nèi)容是進行細胞組分的分離和融合，研究細胞質(zhì)和細胞器的添加和替代。具體操作方法是通過物理或化學(xué)方法將細胞質(zhì)與細胞核分開，再進行不同細胞間核質(zhì)的重新組合，重建成新細胞。常用的技術(shù)就是細胞核移植、胞質(zhì)體（去核細胞）與完整細胞的融合、細胞器導(dǎo)入完整細胞及大分子直接導(dǎo)入細胞等。其目的是創(chuàng)造出細胞質(zhì)與細胞核的雜種細胞，這種雜種細胞便有可能出現(xiàn)遺傳的變異，出現(xiàn)胞質(zhì)遺傳與胞核遺傳的重新組合。細胞拆合最成功的例子是克隆羊“多莉”的誕生。它是通過無性繁殖制備與母體在遺傳上一致的克隆動物，即將其母體體細胞的核與去核卵子的細胞質(zhì)人工重組，借助于卵子的發(fā)育能力，制造成的高等動物克隆。
5） 干細胞工程
干細胞工程是在細胞培養(yǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項新的細胞工程。它是利用干細胞的增殖特性、多分化潛能及其增殖分化的高度有序性，通過體外培養(yǎng)干細胞、誘導(dǎo)干細胞定向分化或利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)處理干細胞改變其特性的方法，以達到利用干細胞為人類服務(wù)的目的。
其主要研究內(nèi)容，一方面，胚胎干細胞的研究，如建立胚胎干細胞（embryonicstemcell，ES）系，并利用ES細胞的發(fā)育多能性即環(huán)境因素對細胞分化發(fā)育的影響，定向誘導(dǎo)細胞分化為特定的細胞，如肌細胞、神經(jīng)細胞等，作為細胞移植的新來源。另一方面，成體干細胞的研究主要包括：成體組織干細胞的分離培養(yǎng)和植入體內(nèi)，更新機體病變的組織器官恢復(fù)正常功能；成體組織干細胞作為基因治療的靶細胞；研究體內(nèi)有效激活成體組織干細胞的方法，增強其功能。
6） 大規(guī)模細胞培養(yǎng)技術(shù)
大規(guī)模細胞培養(yǎng)技術(shù)是細胞工程中重要的組成部分，是在人工條件下高密度大規(guī)模培養(yǎng)動、植物細胞，用來生產(chǎn)生物技術(shù)產(chǎn)品的技術(shù)。如今這一技術(shù)已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生物制藥的研究和生產(chǎn)中。它的應(yīng)用大大減少了用于疾病預(yù)防、治療和診斷的實驗動物，為生產(chǎn)疫苗、細胞因子、生物產(chǎn)品乃至人造組織等產(chǎn)品提供了強有力的工具。
根據(jù)細胞的生長特性，可分為貼壁細胞和懸浮細胞。就其培養(yǎng)方法而言可概括為懸浮培養(yǎng)和固定化培養(yǎng)。就操作方式而言，可分為分批式、補料?分批或流加式、半連續(xù)式、連續(xù)灌流式4種操作方式。大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)的建立，使各種生物制品，如單抗、紅細胞生成素、疫苗和病毒殺蟲劑等的生產(chǎn)得到了很大的發(fā)展。
1.1.1.3　工程細胞的概念和分類
經(jīng)典意義上，工程細胞即基因工程細胞，是經(jīng)過改造并被轉(zhuǎn)入了基因的細胞。具體地講，是指采用基因工程技術(shù)或細胞融合技術(shù)對宿主細胞的遺傳物質(zhì)進行修飾改造或重組，獲得具有穩(wěn)定遺傳的獨特性狀的細胞系。通過改造的工程細胞獲得或提高了重組蛋白類藥物表達的產(chǎn)量和質(zhì)量。從細胞工程這個大的概念上講，凡是由細胞工程技術(shù)包括細胞融合工程、基因工程、細胞拆合工程和染色體工程構(gòu)建的細胞，或用于細胞工程培養(yǎng)技術(shù)如干細胞工程、大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)的細胞均屬于工程細胞的概念范疇。在本書中，工程細胞主要指后者，即用于大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)制備生物技術(shù)藥物的動物細胞。
工程細胞依據(jù)組織器官來源包括原核細胞、動物細胞、植物細胞、酵母細胞、昆蟲細胞和干細胞等；依據(jù)構(gòu)建方法和應(yīng)用分為基因工程細胞、組織工程細胞等；依據(jù)生長方式可分為貼壁細胞和懸浮細胞；依據(jù)生存期分為有限細胞系和永生化細胞系。
盡管近年來工程細胞的構(gòu)建取得了重大進展，但目前工程細胞的構(gòu)建都沿襲經(jīng)驗的方法。例如，在工業(yè)生物制藥領(lǐng)域普遍采用的工程細胞系構(gòu)建策略仍然需要費時費力的克隆篩選，常常耗時幾個月。更為主要的是，沒有可靠的預(yù)測或模擬克隆株在大規(guī)模生物反應(yīng)器條件下細胞生長特性和產(chǎn)物分泌能力的辦法，致使篩選的克隆株在大規(guī)模生產(chǎn)條件下難以再現(xiàn)小規(guī)模實驗條件下相同的細胞生長和產(chǎn)物分泌能力。因而，這些策略都存在很大程度的可變性和不穩(wěn)定性。究其根本原因在于，缺乏對哺乳動物細胞培養(yǎng)過程變化最本質(zhì)的理解，缺乏對細胞遺傳學(xué)機制的理解，缺乏對工程細胞的生物學(xué)和生理學(xué)行為的理解，特別是缺乏對如何獲得能夠分泌高產(chǎn)率、高質(zhì)量蛋白質(zhì)的工程細胞的細胞與分子生物學(xué)機制的理解。
分泌抗體或重組蛋白的工程細胞不同于自然來源的體內(nèi)細胞，含有有意識的人為的改造，因而其表型及其應(yīng)用均具有定向性和目的性。另外，工程細胞的獲得也是有一定的選擇性的。其篩選條件是多種多樣的，除了細胞本身的改造以適應(yīng)細胞的高密度、高產(chǎn)率培養(yǎng)外，還包括培養(yǎng)條件、培養(yǎng)規(guī)模、生產(chǎn)和市場需求等。因此隨著細胞工程的不斷發(fā)展，工程細胞的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究也不斷擴展和深入。因而，對工程細胞生物學(xué)行為研究的需求也日益迫切。
1.1.2　工程細胞生物學(xué)的概念、內(nèi)涵和研究范疇
1.1.2.1　工程細胞生物學(xué)的概念和內(nèi)涵
工程細胞生物學(xué)以細胞生物學(xué)的理論和技術(shù)體系為基礎(chǔ)，以細胞工程學(xué)中的工程細胞為對象，在分子、細胞等不同層面上，揭示工程細胞的各種生命活動規(guī)律，以期按照人們的意圖對工程細胞的遺傳物質(zhì)、細胞組分及遺傳表型進行重組改造，從而獲得有重要應(yīng)用價值的新型工程細胞表達產(chǎn)物（產(chǎn)品）�？梢哉f，工程細胞生物學(xué)是細胞生物學(xué)的應(yīng)用和拓展，同時又為細胞工程學(xué)的發(fā)展提供重要的理論和技術(shù)支撐。目前，工程細胞生物學(xué)這一領(lǐng)域所涉及的研究內(nèi)容已成為國外細胞工程及生物制藥尤其是抗體制藥領(lǐng)域的重要發(fā)展方向和趨勢。
1.1.2.2　工程細胞生物學(xué)研究范疇
工程細胞生物學(xué)主要對于工程細胞在體外長期培養(yǎng)條件下的生物學(xué)行為的適應(yīng)與調(diào)控機制進行研究。
（1）研究工程細胞在體外規(guī)�；�培養(yǎng)條件下的細胞生長代謝等分子細胞生物學(xué)行為的改變及其調(diào)節(jié)機制，包括：工程細胞的永生化，工程細胞的葡萄糖轉(zhuǎn)運及代謝、脂代謝及其調(diào)節(jié)，細胞的氨基酸代謝調(diào)節(jié)與細胞生長凋亡的關(guān)系，無血清培養(yǎng)條件下的細胞體積變大、液泡出現(xiàn)等適應(yīng)性改變、細胞抵抗“失巢”而黏附聚集成團，以及細胞高密度生長代謝的營養(yǎng)需求等規(guī)�；�培養(yǎng)中的關(guān)鍵問題。闡明這些現(xiàn)象本質(zhì)與分子機制，為工程細胞的規(guī)�；�培養(yǎng)提供全面性、系統(tǒng)性、新穎性和可操作性的理論指導(dǎo)。
（2）研究工程細胞在體外規(guī)�；�培養(yǎng)條件下的蛋白質(zhì)合成分泌生物學(xué)行為的改變及其調(diào)控機制。體外培養(yǎng)條件下的工程細胞其重組蛋白、抗體等合成分泌的生物學(xué)行為不同于自然來源的體內(nèi)B淋巴細胞等，有其特殊性，如體外長期培養(yǎng)和高產(chǎn)率分泌常常導(dǎo)致產(chǎn)物發(fā)生質(zhì)與量的改變，尤其是在進行生物反應(yīng)器培養(yǎng)時，各種理化參數(shù)，如攪拌通氣、工藝放大，以及不同培養(yǎng)批次間細胞培養(yǎng)環(huán)境及生物反應(yīng)器操作條件的改變可對抗體的分泌量、分泌抗體的質(zhì)量均產(chǎn)生重要的影響。闡明這些現(xiàn)象本質(zhì)與分子機制，為提高工程細胞抗體分泌量及產(chǎn)率提供重要的理論指導(dǎo)。
1.2　工程細胞學(xué)與細胞生物學(xué)的聯(lián)系和發(fā)展
由于工程細胞生物學(xué)是細胞生物學(xué)的重要分支學(xué)科，是細胞生物學(xué)和細胞工程學(xué)的新興交叉邊緣學(xué)科，因而，細胞生物學(xué)和細胞工程學(xué)的歷史發(fā)展即生動展現(xiàn)了工程細胞生物學(xué)的歷史發(fā)展。在其各自的歷史發(fā)展中，二者交互影響，相互推動，最終形成了一門新興學(xué)科――工程細胞生物學(xué)。
1.2.1　細胞生物學(xué)的歷史發(fā)展
從研究內(nèi)容來看細胞生物學(xué)的發(fā)展可分為3個層次，即顯微水平、超微水平和分子水平。從時間縱軸來看細胞生物學(xué)的歷史大致可以劃分為4個主要的階段。
第一階段：細胞的發(fā)現(xiàn)及細胞學(xué)說的創(chuàng)立。從16世紀后期到19世紀30年代，是細胞發(fā)現(xiàn)和細胞知識的積累階段。通過對大量動、植物的觀察，人們逐漸意識到不同的生物都是由形形色色的細胞構(gòu)成的。
第二階段：實驗細胞學(xué)（experimentalcytology）時期。從19世紀30年代到20世紀初期，細胞學(xué)說形成后，開辟了一個新的研究領(lǐng)域，在顯微水平研究細胞的結(jié)構(gòu)與功能是這一時期的主要特點。形態(tài)學(xué)、胚胎學(xué)和染色體知識的積累，使人們認識了細胞在生命活動中的重要作用。細胞學(xué)的發(fā)展主要是采用實驗的手段研究細胞學(xué)的問題，其特點是從形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察深入到生理功能、生物化學(xué)、遺傳發(fā)育機理的研究。由于實驗研究不斷同相鄰學(xué)科結(jié)合、相互滲透，導(dǎo)致了一些重要分支學(xué)科的建立和發(fā)展：細胞遺傳學(xué)（cytogenetics）、細胞生理學(xué)（cytophysiology）、細胞化學(xué)（cytochemistry）。1893年Hertwig的專著《細胞與組織》（DieZelleunddieGewebe）出版，標志著細胞學(xué)的誕生。其后1896年哥倫比亞大學(xué)Wilson編著的《發(fā)育與遺傳學(xué)中的細胞》（TheCellinDevelopmentandHeredity）、1920年墨爾本大學(xué)Agar編著的《細胞學(xué)》（Cytology）都是這一領(lǐng)域最早的教科書。
第三階段：細胞生物學(xué)的誕生。20世紀30～70年代，電子顯微鏡技術(shù)出現(xiàn)后，把細胞學(xué)帶入了第三個發(fā)展時期，這短短40年間不僅發(fā)現(xiàn)了細胞的各類超微結(jié)構(gòu)，而且也認識了細胞膜、線粒體、葉綠體等不同結(jié)構(gòu)的功能，使細胞學(xué)發(fā)展為細胞生物學(xué)。Robertis等1924年出版的《普通細胞學(xué)》（GeneralCytology）在1965年第四版的時候定名為《細胞生物學(xué)》（CellBiology），這是最早的細胞生物學(xué)教材之一。
第四階段：分子細胞生物學(xué)時期。從20世紀70年代基因重組技術(shù)的出現(xiàn)到當前，細胞生物學(xué)與分子生物學(xué)的結(jié)合越來越緊密，研究細胞的分子結(jié)構(gòu)及其在生命活動中的作用成為主要任務(wù)，基因調(diào)控、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、腫瘤生物學(xué)、細胞分化和凋亡是當代分子細胞生物學(xué)的研究熱點。
1.2.1.1　顯微鏡的發(fā)明與細胞的發(fā)現(xiàn)沒有顯微鏡就不可能有細胞學(xué)誕生。
（1）1590年，荷蘭眼鏡制造商J.Janssen和Z.Janssen父子制作了第一臺復(fù)式顯微鏡。
（2）1665年，英國人Hook首次描述了植物細胞（木栓），命名cella。
（3）1680年，荷蘭人Leeuwenhoek當選為英國皇家學(xué)會會員，他一生中制作了200多臺顯微鏡和400多個鏡頭，用設(shè)計較好的顯微鏡觀察了許多動植物的活細胞與原生動物。
（4）1752年，英國人Dollond發(fā)明消色差顯微鏡。
（5）1812年，蘇格蘭人Brewster發(fā)明油浸物鏡，改進了體視顯微鏡。
（6）1886年，德國人Abbe發(fā)明復(fù)消差顯微鏡，并改進了油浸物鏡，至此普通光學(xué)顯微鏡技術(shù)基本成熟。
（7）1932年，荷蘭籍德國人Zernike成功設(shè)計了相差顯微鏡（phasecontrastmicroscope），并因此獲1953年度諾貝爾物理學(xué)獎。
（8）1932年，德國人Knoll和Ruska發(fā)明電子顯微鏡，1940年，美國、德國制造出分辨力為0.2nm的商品電子顯微鏡。
（9）1981年，瑞士人Binnig和Rohrer在IBM蘇黎世實驗中心（ZurichResearchCenter）發(fā)明了掃描隧道顯微鏡而與電子顯微鏡發(fā)明者Ruska同獲1986年度的諾貝爾物理學(xué)獎。
1.2.1.2　細胞學(xué)說
（1）1809年，法國人Lamark提出：“一切生物體都是由細胞構(gòu)成的。只有具有細胞的機體，才有生命�！�
（2）1802年，法國植物學(xué)家BrisseauMilbel指出：“植物的每一部分都有細胞存在�！�
（3）1824年，法國生理學(xué)家Dutrochet進一步描述了細胞的原理。
（4）1838年，德國植物學(xué)教授Schleiden發(fā)表“植物發(fā)生論”，認為無論怎樣復(fù)雜的植物都由形形色色的細胞構(gòu)成。
（5）1838年，德國解剖學(xué)教授Schwann通過研究Schleiden的細胞形成學(xué)說，提出了“細胞學(xué)說”（celltheory）這個術(shù)語；并于1939年發(fā)表了“關(guān)于動植物結(jié)構(gòu)和生長一致性的顯微研究”。Schwann提出：有機體是由細胞構(gòu)成的；細胞是構(gòu)成有機體的基本單位。
（6）1855年，德國人Virchow提出“一切細胞來源于細胞”的著名論斷，進一步完善了細胞學(xué)說。把細胞作為生命的一般單位，以及作為動、植物界生命現(xiàn)象的共同基礎(chǔ)的這種概念立即得到了普遍的接受。
1.2.1.3　細胞學(xué)的發(fā)展
（1）1839年，捷克人Pukinye用protoplasm這一術(shù)語描述細胞物質(zhì)，“Protoplast”為神學(xué)用語，指人類始祖亞當。
（2）1879年，德國人Flemming觀察了蠑螈細胞的有絲分裂，于1882年提出了mitosis這一